整册综合检测-2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

整册综合检测 一、选择题 1.铅酸蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4溶液,作为原电池工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列结论或表述完全正确的是(　　)。 A.Pb为负极被还原 B.正极反应:PbO2+2H++S+2e-PbSO4+H2O C.若使用该电池并用石墨作电极电解CuSO4溶液,当有1.6 g纯铜析出时,铅酸蓄电池内消耗H2SO4物质的量为0.05 mol D.S向PbO2极移动 2.镍氢电池以能量密度高、无镉污染、可以大电流快速充放电等独特优势在小型便携式电子器件中获得了广泛应用。某种金属储氢(MH)材料与镍形成的电池原理如图,电解质溶液为氢氧化钾溶液,电池总反应为Ni(OH)2+MNiOOH+MH,下列有关说法不正确的是(　　)。 A.a为OH-,b为H2O B.该图为电池充电原理示意图 C.电池放电时,金属储氢(MH)材料释放出氢 D.放电时,正极的电极反应式为NiOOH+H++e-Ni(OH)2 3.已知:①Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)　ΔH=+64.39 kJ·mol-1, ②2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)　ΔH=-196.46 kJ·mol-1, ③H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.84 kJ·mol-1。 在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于(　　)。 A.-319.68 kJ·mol-1 B.-417.91 kJ·mol-1 C.+546.69 kJ·mol-1 D.-448.46 kJ·mol-1 4.某废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl-,图甲是双膜三室电沉积法回收废水中Ni2+的示意图,图乙描述的是实验中阴极液pH与镍回收率之间的关系。下列说法错误的是(　　)。 图甲 图乙 A.阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+ B.通电后阳极区域的H+通过交换膜a向浓缩室迁移 C.交换膜b为阴离子交换膜 D.浓缩室得到1 L 0.5 mol·L-1盐酸时,阴极得到的Ni等于11.8 g 5.(2023清华附中高二期中)下列实验装置(部分夹持装置已略去)或操作能达到相应实验目的的是(　　)。 选项 A B 实验 目的 验证Fe3+与I-的反应是可逆反应 测定中和反应的反应热 实验 装置 选项 C D 实验 目的 验证2NO2N2O4正反应是放热反应 探究铁的析氢腐蚀 实验 装置 6.解释下列事实所用的方程式不合理的是(　　)。 A.硫酸酸化的KI淀粉溶液久置后变蓝:4I-+O2+4H+2I2+2H2O B.将充有NO2的玻璃球浸到热水中,气体颜色加深:2NO2(g)N2O4(g) ΔH>0 C.用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙:C+CaSO4CaCO3+S D.以KOH溶液为电解质溶液,氢氧燃料电池的负极区pH减小:H2+2OH--2e-2H2O 7.化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述不正确的是(　　)。 A.电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的保护法 B.可用医用酒精、双氧水等对场所进行杀菌消毒 C.“酒曲”酿酒工艺是利用了催化剂使平衡正向移动的原理 D.免洗洗手液的有效成分之一活性胶质银离子能使病毒蛋白质变性 8.某温度下反应C(s)+2H2(g)CH4(g)的K=8.28×107,当各气体物质的量浓度分别为c(H2)=0.7 mol·L-1、c(CH4)=0.2 mol·L-1时,上述反应(　　)。 A.正向进行 B.逆向进行 C.达到平衡状态 D.缺条件,无法判断 9.下列叙述不正确的是(　　)。 A.化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化 B.升高温度会增大化学反应速率,其原因是增加了活化分子的百分数 C.某化学反应的能量变化如图所示,则该反应的ΔH>0 D.电解熔融Al2O3是将电能转化为化学能 10.我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂,由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程,其示意图如下: 下列说法不正确的是(　　)。 A.总反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O B.催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 C.在反应历程中,H—H键与CO键断裂吸收能量 D.反应过程中,催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能 11.温度为T时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为K=,有关该平衡体系的说法正确的是(　　)。 A.升高温度,平衡常数K增大 B.增大压强,W(g)体积分数增加 C.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应是放热反应 D.增大X(g)浓度,平衡向正反应方向移动 12.下列实验方案、现象、得出的结论均正确的是(　　)。 选项 实验及现象 结论 A 向NaCN溶液中通入少量CO2气体,生成碳酸钠(酸性:H2CO3>HCN>HC) 2CN-+H2O+CO22HCN+C B 在KSCN与FeCl3的混合液中再加入KCl固体,溶液颜色不变 增大Cl-浓度,平衡不移动 C 将硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色 证明氧化性:H2O2>Fe3+ D AgCl的浊液中加入0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液,生成Ag2CrO4砖红色沉淀[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10;Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12] Ag2CrO4的溶解能力比AgCl的小 13.NiSO4是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。用含镍废料(主要成分为NiO,含有少量CuO、FeO和SiO2)制备NiSO4并回收金属资源的流程如图,下列说法错误的是(　　)。 A.两次“酸溶”都应选稀硫酸 B.滤渣2的成分为CuS和FeS,可能还有S C.反应Ⅰ说明FeS比CuS更难溶 D.合理处理废弃物有利于保护环境和资源再利用 14.某种氨硼烷(NH3·BH3)电池装置如图所示(未加入氨硼烷之前,两极室内液体质量相等),电池反应为NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O(不考虑其他反应的影响)。下列说法错误的是(　　)。 A.溶液中的H+由右池通过质子交换膜向左池扩散 B.电池正极的电极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O C.其他条件不变,向H2O2溶液中加入适量硫酸能增大电流 D.若加入的氨硼烷全部放电后左右两极室内液体质量差为3.8 g,则电路中转移1.2 mol电子 15.五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到:PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)　ΔH=-93.0 kJ·mol-1。某温度下,在容积恒定为2 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl3和1.00 mol Cl2,一段时间后反应达到平衡状态,不同时刻PCl5的物质的量如下表所示: t/s 0 50 150 250 350 n(PCl5)/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.40 下列说法正确的是(　　)。 A.升高温度,平衡向正反应方向移动 B.平衡时,PCl3的转化率是20% C.该温度下,反应的平衡常数K= D.0~150 s内的平均反应速率v(PCl3)=2.4×10-3 mol·L-1·s-1 16.NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的=1.1×10-3,=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是(　　)。 A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关 B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的 C.b点的混合溶液pH=7 D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-) 二、非选择题 17.(10分)(2023山东德州高二期中)随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。 (1)方法1:以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=-87 kJ·mol-1。研究发现,合成尿素反应分两步完成。 第1步:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)　ΔH1=-159.47 kJ·mol-1 第2步:…… ①第2步反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②一定条件下的恒容密闭容器中,充入1.5 mol NH3和1 mol CO2,平衡时CO2的转化率为50%,则平衡时n(NH3)∶n(CO2)=　　　　;已知第2步反应的Kp=m kPa,测得平衡时容器内总压为3m kPa,则反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)的平衡常数Kp=　　　　　　。  ③若要提高NH3平衡转化率,可采取的措施有　　　　　　　　(任写一条)。 (2)方法2:电化学法还原二氧化碳制乙烯。 在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示: 阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　,该装置中使用的是 　　　　　　(填“阴”或“阳”)离子交换膜。  18.(10分)雾霾严重危害人类健康和生态环境,开发稳定高效的脱硫脱硝工艺技术是国内外研究的热点。研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,其转化关系如下图所示。 (1)NH4NO3溶液中的离子浓度由大到小顺序是　 。  (2)①已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。 此反应可通过如下两步完成:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH1=-113 kJ·mol-1;NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)　ΔH2=　 。  ②一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5 min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3,则NO2的平衡转化率是　　　　　　。 (3)SO2属于酸性氧化物,将其通入NaOH溶液中,得到NaHSO3溶液。 ①NaHSO3溶液呈酸性,其原因是    　。  ②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因是   　。  (4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下: ①Pt电极上发生的是　　　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。  ②写出Pt电极的电极反应式:　　　　　　　　　　　。  ③写出NiO电极的电极反应式:　　　　　　　　　　　　　　。  19.(10分)乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。 (1)甲同学在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时,他往A、B两支试管中均加入4 mL 0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA　　　(填“>”“<”或“=”)tB。写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品,乙同学利用上述反应的原理来测定其含量,具体操作如下。 ①配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。配制溶液需要的计量仪器有　　　　　　　　　　　　　。  ②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液放入锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.100 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液装入　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。 在滴定过程中发现,刚滴下少量KMnO4标准溶液时,溶液紫红色并没有马上褪去。将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色才慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪去,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表,则此样品的纯度为　　　　　　。  序号 滴定前读数 滴定后读数 1 0.00 20.01 2 1.00 20.99 3 0.00 21.10 ④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是　　　　　　　　。  A.未用KMnO4标准溶液润洗滴定管 B.滴定前锥形瓶内有少量水 C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失 D.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视 20.(10分)(1)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题。 ①大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为　　　　　　　。  ②上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为　　　　　　　　　。 已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。  (2)12CaO·7Al2O3是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备12CaO·7Al2O3的工艺如图所示: 煅粉主要含MgO和　　　　,用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,若滤液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×10-6 mol·L-1,则溶液pH>　　　　[Mg(OH)2的Ksp=5.0×10-12];该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是　 　。 21.(12分)Ⅰ.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。 (1)在1.01×105 Pa、250 ℃时,将1 mol N2和1 mol H2加入a L刚性容器中充分反应,测得NH3体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450 ℃,测得NH3体积分数为0.025,可判断合成氨反应为　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。  Ⅱ.一定条件下,在容积为5 L的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图1所示。已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数将减小。 图1 图2 (2)该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,此反应的平衡常数表达式为K=　 。  (3)该反应的ΔH　　　　　　(填“>”“<”或“=”)0。  (4)该反应的反应速率v随时间t的变化关系如图2所示。 ①根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是　　　　　　　　。  ②在恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列能作为达到平衡状态的判断依据是 　　　　　(填字母)。  a.体系压强不变 b.气体的平均摩尔质量保持不变 c.气体的密度保持不变 整册综合检测 一、选择题 1.铅酸蓄电池的两极分别为Pb、PbO2,电解质溶液为H2SO4溶液,作为原电池工作时的反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。下列结论或表述完全正确的是(　　)。 A.Pb为负极被还原 B.正极反应:PbO2+2H++S+2e-PbSO4+H2O C.若使用该电池并用石墨作电极电解CuSO4溶液,当有1.6 g纯铜析出时,铅酸蓄电池内消耗H2SO4物质的量为0.05 mol D.S向PbO2极移动 答案:C 解析:原电池的负极发生氧化反应,A项错误;PbO2+4H++S+2e-PbSO4+2H2O,B项没有配平,错误;电解硫酸铜溶液时,生成0.025molCu,转移电子的物质的量为0.05mol,根据铅酸蓄电池总方程式可知,消耗H2SO4的物质的量为0.05mol,C项正确;原电池中阴离子向负极移动,D项错误。 2.镍氢电池以能量密度高、无镉污染、可以大电流快速充放电等独特优势在小型便携式电子器件中获得了广泛应用。某种金属储氢(MH)材料与镍形成的电池原理如图,电解质溶液为氢氧化钾溶液,电池总反应为Ni(OH)2+MNiOOH+MH,下列有关说法不正确的是(　　)。 A.a为OH-,b为H2O B.该图为电池充电原理示意图 C.电池放电时,金属储氢(MH)材料释放出氢 D.放电时,正极的电极反应式为NiOOH+H++e-Ni(OH)2 答案:D 解析:对照图中转化关系,由b到a时,发生反应M+H2O+e-OH-+MH,a到b时,发生反应Ni(OH)2+OH--e-NiOOH+H2O,则a为OH-,b为H2O,A项正确;该图中转化关系,与充电时电极反应中的转化关系吻合,所以该图为电池充电原理示意图,B项正确;电池放电时,由放电时的总反应式看,金属储氢(MH)材料失去电子释放出氢离子与溶液中的OH-结合成水,C项正确;电解质为KOH,溶液中不存在大量的H+,电极反应式中不能出现H+,所以放电时,正极的电极反应式应为NiOOH+H2O+e-Ni(OH)2+OH-,D项错误。 3.已知:①Cu(s)+2H+(aq)Cu2+(aq)+H2(g)　ΔH=+64.39 kJ·mol-1, ②2H2O2(l)2H2O(l)+O2(g)　ΔH=-196.46 kJ·mol-1, ③H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-285.84 kJ·mol-1。 在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于(　　)。 A.-319.68 kJ·mol-1 B.-417.91 kJ·mol-1 C.+546.69 kJ·mol-1 D.-448.46 kJ·mol-1 答案:A 解析:根据盖斯定律,①+×②+③得:Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)Cu2+(aq)+2H2O(l)　ΔH=+64.39kJ·mol-1-×196.46kJ·mol-1-285.84kJ·mol-1=-319.68kJ·mol-1,A项正确。 4.某废水中含有一定浓度的Ni2+和Cl-,图甲是双膜三室电沉积法回收废水中Ni2+的示意图,图乙描述的是实验中阴极液pH与镍回收率之间的关系。下列说法错误的是(　　)。 图甲 图乙 A.阳极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+ B.通电后阳极区域的H+通过交换膜a向浓缩室迁移 C.交换膜b为阴离子交换膜 D.浓缩室得到1 L 0.5 mol·L-1盐酸时,阴极得到的Ni等于11.8 g 答案:D 解析:阳极是惰性电极,发生失电子的氧化反应,电极反应式为2H2O-4e-O2↑+4H+,A项正确;电解池中阳离子由阳极区向阴极区移动,故通电后阳极区域的H+通过交换膜a向浓缩室迁移,B项正确;浓缩室得到0.5mol·L-1盐酸,盐酸浓度增加,所以交换膜a是阳离子交换膜,交换膜b为阴离子交换膜,C项正确;浓缩室得到1L0.5mol·L-1盐酸时,则转移的氢离子是0.4mol,即转移电子是0.4mol,根据电极反应式:Ni2++2e-Ni,阴极回收得到0.2mol×59g·mol-1=11.8g的镍,但是在阴极上是氢离子优先得电子产生氢气,所以阴极回收得到的镍少于11.8g,D项错误。 5.(2023清华附中高二期中)下列实验装置(部分夹持装置已略去)或操作能达到相应实验目的的是(　　)。 选项 A B 实验 目的 验证Fe3+与I-的反应是可逆反应 测定中和反应的反应热 实验 装置 选项 C D 实验 目的 验证2NO2N2O4正反应是放热反应 探究铁的析氢腐蚀 实验 装置 答案:C 解析:根据信息可知,碘离子是过量的,故无法通过题给实验验证Fe3+与I-的反应是可逆反应,A项错误;由题图可知,缺少保温装置,热量流失较多,B项错误;左右两个容器中温度不同,其中的颜色不同,可以验证2NO2N2O4的正反应是放热反应,C项正确;食盐水是中性的,发生的是吸氧腐蚀,D项错误。 6.解释下列事实所用的方程式不合理的是(　　)。 A.硫酸酸化的KI淀粉溶液久置后变蓝:4I-+O2+4H+2I2+2H2O B.将充有NO2的玻璃球浸到热水中,气体颜色加深:2NO2(g)N2O4(g) ΔH>0 C.用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙:C+CaSO4CaCO3+S D.以KOH溶液为电解质溶液,氢氧燃料电池的负极区pH减小:H2+2OH--2e-2H2O 答案:B 解析:酸性环境下,氧气能够氧化碘离子生成碘单质,淀粉溶液遇碘单质变为蓝色,反应的离子方程式为4I-+O2+4H+2I2+2H2O,A项正确;将充有NO2的玻璃球浸到热水中,气体颜色加深,说明化学平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,所以该反应的正反应为放热反应,ΔH<0,B项错误;碳酸钙的溶解度小于硫酸钙,所以可以用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的硫酸钙:C+CaSO4CaCO3+S,使沉淀转化为CaCO3,然后用酸除去,C项正确;以KOH溶液为电解质溶液,氢氧燃料电池的负极发生反应:H2-2e-+2OH-2H2O,由于不断消耗溶液中的OH-,负极区c(OH-)减小,溶液的pH减小,D项正确。 7.化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述不正确的是(　　)。 A.电热水器用镁棒防止金属内胆腐蚀,原理是牺牲阳极的保护法 B.可用医用酒精、双氧水等对场所进行杀菌消毒 C.“酒曲”酿酒工艺是利用了催化剂使平衡正向移动的原理 D.免洗洗手液的有效成分之一活性胶质银离子能使病毒蛋白质变性 答案:C 解析:金属内胆一般来说是不锈钢材质的,镁棒的金属活动性强于金属内胆,所以镁棒相当于原电池负极,从而保护了金属内胆不被腐蚀,原理是牺牲阳极的保护法,A项正确;医用酒精、双氧水均能使蛋白质变性,均能用于消毒杀菌,B项正确;催化剂不能使化学平衡发生移动,C项错误;重金属离子能使蛋白质变性,银离子是重金属离子,所以免洗洗手液的有效成分活性胶质银离子能使蛋白质变性,D项正确。 8.某温度下反应C(s)+2H2(g)CH4(g)的K=8.28×107,当各气体物质的量浓度分别为c(H2)=0.7 mol·L-1、c(CH4)=0.2 mol·L-1时,上述反应(　　)。 A.正向进行 B.逆向进行 C.达到平衡状态 D.缺条件,无法判断 答案:A 解析:Q=≈0.408<K,说明该反应没达到平衡,v正>v逆,反应正向进行。 9.下列叙述不正确的是(　　)。 A.化学平衡发生移动,平衡常数不一定发生变化 B.升高温度会增大化学反应速率,其原因是增加了活化分子的百分数 C.某化学反应的能量变化如图所示,则该反应的ΔH>0 D.电解熔融Al2O3是将电能转化为化学能 答案:C 解析:化学平衡常数受温度影响,对于一个固定的化学反应来说,温度不变化学平衡常数不变,A项正确;升高温度,会使普通分子吸收能量变成活化分子,B项正确;C项,ΔH<0,错误;电解将电能转化为化学能,D项正确。 10.我国科研人员提出了以Ni/Al2O3为催化剂,由CO2和H2转化为产品CH4的反应历程,其示意图如下: 下列说法不正确的是(　　)。 A.总反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O B.催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 C.在反应历程中,H—H键与CO键断裂吸收能量 D.反应过程中,催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能 答案:B 解析:由题图可知CO2和H2转化为产品CH4,还生成水,总反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O,A项正确;催化剂对平衡移动无影响,则使用催化剂时转化率不变,B项错误;化学变化中有化学键的断裂和生成,则反应历程中,H—H键与CO键断裂吸收能量,C项正确;催化剂改变反应的途径、降低反应的活化能,则该过程中催化剂参与反应,改变反应路径,降低反应的活化能,D项正确。 11.温度为T时,某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为K=,有关该平衡体系的说法正确的是(　　)。 A.升高温度,平衡常数K增大 B.增大压强,W(g)体积分数增加 C.升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应是放热反应 D.增大X(g)浓度,平衡向正反应方向移动 答案:C 解析:根据平衡常数表达式可知反应的化学方程式为2Z(g)+2W(g)X(g)+2Y(g)。A项,由于不知道正反应是吸热反应还是放热反应,则温度发生变化时不能判断平衡常数的变化,错误;B项,增大压强,平衡向正反应方向移动,W(g)体积分数减小,错误;C项,升高温度,若混合气体的平均相对分子质量变小,说明气体的物质的量增多,平衡向逆反应方向移动,则说明正反应为放热反应,正确;D项,增大X(g)浓度,平衡向逆反应方向移动,错误。 12.下列实验方案、现象、得出的结论均正确的是(　　)。 选项 实验及现象 结论 A 向NaCN溶液中通入少量CO2气体,生成碳酸钠(酸性:H2CO3>HCN>HC) 2CN-+H2O+CO22HCN+C B 在KSCN与FeCl3的混合液中再加入KCl固体,溶液颜色不变 增大Cl-浓度,平衡不移动 C 将硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液中,溶液变黄色 证明氧化性:H2O2>Fe3+ D AgCl的浊液中加入0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液,生成Ag2CrO4砖红色沉淀[已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10;Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12] Ag2CrO4的溶解能力比AgCl的小 答案:B 解析:由于酸性HCN>HC,则CN-与H2CO3反应产物应为HC,A项错误;KSCN与FeCl3反应的本质是Fe3+和SCN-的作用,增大Cl-浓度对反应无影响,平衡不移动,B项正确;将硫酸酸化的H2O2溶液滴入Fe(NO3)2溶液,溶液变黄色,有可能是因为H2O2将Fe2+氧化,也可能是因为HNO3的氧化性,C项错误;由Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12可知,AgCl的浊液中c(Ag+)=mol·L-1,Ag2CrO4的浊液中c(Ag+)=mol·L-1,则AgCl的溶解能力比Ag2CrO4的溶解能力小,D项错误。 13.NiSO4是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。用含镍废料(主要成分为NiO,含有少量CuO、FeO和SiO2)制备NiSO4并回收金属资源的流程如图,下列说法错误的是(　　)。 A.两次“酸溶”都应选稀硫酸 B.滤渣2的成分为CuS和FeS,可能还有S C.反应Ⅰ说明FeS比CuS更难溶 D.合理处理废弃物有利于保护环境和资源再利用 答案:C 解析:含镍废料(主要成分为NiO,含有少量CuO、FeO和SiO2)酸溶时得到含Ni2+、Cu2+、Fe2+、H+的滤液1,滤渣1为SiO2;加入FeS,发生反应Cu2++FeSCuS+Fe2+,滤渣2中含有CuS和过量的FeS;滤液2中含Fe2+、Ni2+,加入Na2CO3,发生反应Fe2++CFeCO3↓,滤渣3为FeCO3,滤渣3酸溶后经操作1得到FeSO4·7H2O,则酸溶时加入稀硫酸得到FeSO4溶液,FeSO4溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到FeSO4·7H2O。 根据整个流程并结合上述分析,最后制备NiSO4和FeSO4·7H2O,所得产品中阴离子都为S,故两次“酸溶”都应选择稀硫酸,A项正确;反应Ⅰ为Cu2++FeSCuS+Fe2+,则滤渣2的成分为CuS和过量的FeS,在此过程中可能有-2价的S被氧化成S单质,故滤渣2中还可能有S,B项正确;反应Ⅰ为Cu2++FeSCuS+Fe2+,发生了沉淀的转化,说明CuS比FeS更难溶,C项错误;上述流程中用含镍废料制备了NiSO4、FeSO4·7H2O等,合理处理了废弃物,有利于保护环境,并使资源再利用,D项正确。 14.某种氨硼烷(NH3·BH3)电池装置如图所示(未加入氨硼烷之前,两极室内液体质量相等),电池反应为NH3·BH3+3H2O2NH4BO2+4H2O(不考虑其他反应的影响)。下列说法错误的是(　　)。 A.溶液中的H+由右池通过质子交换膜向左池扩散 B.电池正极的电极反应式为H2O2+2H++2e-2H2O C.其他条件不变,向H2O2溶液中加入适量硫酸能增大电流 D.若加入的氨硼烷全部放电后左右两极室内液体质量差为3.8 g,则电路中转移1.2 mol电子 答案:A 解析:电池正极为氧化剂得电子的反应,即H2O2得电子转化为H2O的反应,B项正确;向H2O2溶液中加入适量硫酸,可增大离子浓度,增大电流,C项正确;负极反应NH3·BH3+2H2O-6e-NH4BO2+6H+,若左极室加入1mol氨硼烷(31g),则电极产物NH4BO2留在左极室,H+通过质子交换膜进入右极室,故左极室增加的质量为31g-6g=25g,右极室增加的是6molH+,其质量为6g,则左右两极室液体质量差为25g-6g=19g,此时转移6mol电子,若左右两极室液体质量差为3.8g,则转移1.2mol电子,A项错误、D项正确。 15.五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到:PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)　ΔH=-93.0 kJ·mol-1。某温度下,在容积恒定为2 L的密闭容器中充入2.00 mol PCl3和1.00 mol Cl2,一段时间后反应达到平衡状态,不同时刻PCl5的物质的量如下表所示: t/s 0 50 150 250 350 n(PCl5)/mol 0 0.24 0.36 0.40 0.40 下列说法正确的是(　　)。 A.升高温度,平衡向正反应方向移动 B.平衡时,PCl3的转化率是20% C.该温度下,反应的平衡常数K= D.0~150 s内的平均反应速率v(PCl3)=2.4×10-3 mol·L-1·s-1 答案:B 解析:该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,A项错误;平衡时,PCl3的转化率是×100%=20%,B项正确;反应的化学平衡常数K=,C项错误;根据化学反应中用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,0~150s内的平均反应速率v(PCl3)=v(PCl5)==1.2×10-3mol·L-1·s-1,D项错误。 16.NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的=1.1×10-3,=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是(　　)。 A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关 B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的 C.b点的混合溶液pH=7 D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-) 答案:C 解析:随着NaOH溶液的加入,混合溶液中离子浓度和种类发生变化,因此混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关,A项正确;a点的混合溶液中能导电的离子主要为HA-和K+,b点为反应终点,因此b点的混合溶液中能导电的离子主要为A2-、K+、Na+,故Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的,B项正确;b点的混合溶液中含有的A2-能发生水解反应而使溶液呈碱性,C项错误;b点为反应终点,因此b点的混合溶液中c(Na+)=c(K+)>c(OH-),继续加入氢氧化钠溶液后,c点的混合溶液中c(Na+)>c(K+)>c(OH-),D项正确。 二、非选择题(本大题共5小题,共52分) 17.(10分)(2023山东德州高二期中)随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,二氧化碳资源化利用备受关注。 (1)方法1:以CO2和NH3为原料合成尿素2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=-87 kJ·mol-1。研究发现,合成尿素反应分两步完成。 第1步:2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)　ΔH1=-159.47 kJ·mol-1 第2步:…… ①第2步反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②一定条件下的恒容密闭容器中,充入1.5 mol NH3和1 mol CO2,平衡时CO2的转化率为50%,则平衡时n(NH3)∶n(CO2)=　　　　;已知第2步反应的Kp=m kPa,测得平衡时容器内总压为3m kPa,则反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)的平衡常数Kp=　　　　　　。  ③若要提高NH3平衡转化率,可采取的措施有　　　　　　　　(任写一条)。 (2)方法2:电化学法还原二氧化碳制乙烯。 在强酸性溶液中通入二氧化碳,用惰性电极进行电解可制得乙烯,其原理如图所示: 阴极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　,该装置中使用的是 　　　　　　(填“阴”或“阳”)离子交换膜。  答案:(1)①NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=+72.47 kJ·mol-1　 ②1∶1　(kPa)-2　 ③降低氨碳比、增大压强等 (2)2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O　阳 解析:(1)①利用盖斯定律,第2步反应=总反应-第1步反应,则热化学方程式为NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=+72.47kJ·mol-1。②一定条件下的恒容密闭容器中,充入1.5molNH3和1molCO2,平衡时CO2的转化率为50%,则参加反应的CO2为0.5mol、NH3为1mol,平衡时NH3、CO2分别为0.5mol、0.5mol,n(NH3)∶n(CO2)=0.5mol∶0.5mol=1∶1;第2步反应的Kp=p(H2O)=mkPa,平衡时容器内总压为3mkPa,则第1步反应中气体总压为2mkPa,p(NH3)=p(CO2)=mkPa,反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)的平衡常数Kp=(kPa)-2。③若要提高NH3平衡转化率,可增大CO2浓度[降低氨碳比]、增大压强等。 (2)从题图中可以看出,在b电极,CO2转化为乙烯,碳元素的化合价降低,则b电极为阴极,阴极电极反应式为2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O。在阳极,2H2O-4e-O2↑+4H+,H+由阳极移向阴极,则该装置中使用的是阳离子交换膜。 18.(10分)雾霾严重危害人类健康和生态环境,开发稳定高效的脱硫脱硝工艺技术是国内外研究的热点。研究表明,氮氧化物(NOx)和二氧化硫在形成雾霾时与大气中的氨有关,其转化关系如下图所示。 (1)NH4NO3溶液中的离子浓度由大到小顺序是　 。  (2)①已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。 此反应可通过如下两步完成:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH1=-113 kJ·mol-1;NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)　ΔH2=　 。  ②一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1 mol,5 min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3,则NO2的平衡转化率是　　　　　　。 (3)SO2属于酸性氧化物,将其通入NaOH溶液中,得到NaHSO3溶液。 ①NaHSO3溶液呈酸性,其原因是    　。  ②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,pH降为2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因是   　。  (4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下: ①Pt电极上发生的是　　　　　　(填“氧化”或“还原”)反应。  ②写出Pt电极的电极反应式:　　　　　　　　　　　。  ③写出NiO电极的电极反应式:　　　　　　　　　　　　　　。  答案:(1)c(N)>c(N)>c(H+)>c(OH-) (2)①-41.8 kJ·mol-1　②75%　(3)①HS在溶液中存在电离平衡:HSS+H+;还存在水解平衡:HS+H2OH2SO3+OH-;HS的电离程度大于其水解程度,所以溶液呈酸性　②HS在溶液中存在电离平衡:HSS+H+,加CaCl2溶液后,Ca2++SCaSO3↓,c(S)减小,使电离平衡右移,c(H+)增大,pH降低　(4)①还原　②O2+4e-2O2-　③2NO-4e-+2O2-2NO2 解析:(1)硝酸铵溶液中铵根离子水解溶液显酸性,离子浓度大小为c(N)>c(N)>c(H+)>c(OH-)。(2)①Ⅰ.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196.6kJ·mol-1;Ⅱ.2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH1=-113kJ·mol-1,根据盖斯定律计算(Ⅰ-Ⅱ)×得到NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)　ΔH2=-41.8kJ·mol-1;②一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入NO2和SO2各1mol,5min达到平衡,此时容器中NO2和NO的浓度之比为1∶3,设消耗NO2的物质的量为xmol, 　 　NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) 起始量/mol　1　　　1 0 0 变化量/mol　x　　　x x x 平衡量/mol　1-x　 1-x x x 由于NO2和NO的浓度之比为1∶3,反应容器的容积不变,所以n(NO2)∶n(NO)=1∶3,(1-x)∶x=1∶3,解得x=0.75,则NO2的平衡转化率=×100%=75%。 (3)①NaHSO3溶液呈酸性,其原因是HS在溶液中存在电离平衡:HSS+H+,电离使溶液显酸性;HS在溶液中还存在水解平衡:HS+H2OH2SO3+OH-,水解使溶液显碱性,由于HS的电离程度大于其水解程度,所以呈酸性;②NaHSO3溶液中HS的电离大于水解,HSS+H+,溶液显酸性,加入CaCl2溶液后,Ca2++SCaSO3↓使电离平衡右移,c(H+)增大,pH降低。 (4)根据题图可知O2在Pt电极上得电子变为O2-,发生还原反应,所以Pt电极的电极反应式为O2+4e-2O2-;NiO电极为负极,在负极上NO失去电子,与O2-结合形成NO2,所以NiO的电极反应式:2NO+2O2--4e-2NO2或NO+O2--2e-NO2。 19.(10分)乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。 (1)甲同学在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时,他往A、B两支试管中均加入4 mL 0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA　　　(填“>”“<”或“=”)tB。写出该反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品,乙同学利用上述反应的原理来测定其含量,具体操作如下。 ①配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。配制溶液需要的计量仪器有　　　　　　　　　　　　　。  ②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液放入锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.100 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液装入　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。 在滴定过程中发现,刚滴下少量KMnO4标准溶液时,溶液紫红色并没有马上褪去。将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色才慢慢消失;再继续滴加时,紫红色就很快褪去,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表,则此样品的纯度为　　　　　　。  序号 滴定前读数 滴定后读数 1 0.00 20.01 2 1.00 20.99 3 0.00 21.10 ④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是　　　　　　　　。  A.未用KMnO4标准溶液润洗滴定管 B.滴定前锥形瓶内有少量水 C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失 D.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视 答案:(1)<　2Mn+5H2C2O4+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O (2)①电子天平(或分析天平)、250 mL容量瓶 ②酸式　反应生成的Mn2+对反应有催化作用 ③90.00%　 ④AC 解析:(1)其他条件相同,温度高时,反应快,溶液褪色所需的时间短。酸性KMnO4溶液能将草酸氧化为CO2,Mn被还原为Mn2+。 (2)①准确称量5.000g样品需要电子天平,配制250mL溶液需要250mL容量瓶。 ②酸性高锰酸钾溶液呈酸性,且有强氧化性,应置于酸式滴定管中。反应一段时间后反应加快,原因是反应生成的Mn2+对反应有催化作用。 ③第三次实验数据的误差太大,应舍去。根据前两次实验的数据可计算出25.00mL所配草酸溶液中,n(H2C2O4)=0.005000mol,则250mL溶液中含0.05000molH2C2O4,其质量为0.05000mol×90g·mol-1=4.500g,此样品的纯度为×100%=90.00%。 ④未用KMnO4标准溶液润洗滴定管,会使标准溶液浓度偏低,耗用标准溶液体积偏大,结果偏高。滴定前锥形瓶内有少量水,对实验结果无影响。滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,气泡体积计入了标准溶液的体积,使标准溶液体积偏大,结果偏高。观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,使标准溶液体积偏小,结果偏低。 20.(10分)(1)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题。 ①大量的碘富集在海藻中,用水浸取后浓缩,再向浓缩液中加MnO2和H2SO4,即可得到I2。该反应的还原产物为　　　　　　　。  ②上述浓缩液中主要含有I-、Cl-等离子。取一定量的浓缩液,向其中滴加AgNO3溶液,当AgCl开始沉淀时,溶液中为　　　　　　　　　。 已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=8.5×10-17。  (2)12CaO·7Al2O3是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和废Al片制备12CaO·7Al2O3的工艺如图所示: 煅粉主要含MgO和　　　　,用适量NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶,若滤液Ⅰ中c(Mg2+)小于5×10-6 mol·L-1,则溶液pH>　　　　[Mg(OH)2的Ksp=5.0×10-12];该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是　 　。 答案:(1)①MnSO4(或Mn2+)　②4.7×10-7 (2)CaO　11　若使用(NH4)2SO4,会生成微溶的CaSO4进入滤渣,造成CaCO3产率降低 解析:(1)②≈4.7×10-7。 (2)高温下碳酸镁和碳酸钙受热分解均得到相应的金属氧化物和CO2;Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)·c2(OH-)=5.0×10-12,由题意可知c(Mg2+)<5× 10-6mol·L-1,可得c(OH-)>=10-3mol·L-1,所以pH>11;由于CaSO4微溶,会进入滤渣,使CaCO3产率降低。 21.(12分)Ⅰ.合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径。 (1)在1.01×105 Pa、250 ℃时,将1 mol N2和1 mol H2加入a L刚性容器中充分反应,测得NH3体积分数为0.04;其他条件不变,温度升高至450 ℃,测得NH3体积分数为0.025,可判断合成氨反应为　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。  Ⅱ.一定条件下,在容积为5 L的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化如图1所示。已知达到平衡后,降低温度,A的体积分数将减小。 图1 图2 (2)该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　,此反应的平衡常数表达式为K=　 。  (3)该反应的ΔH　　　　　　(填“>”“<”或“=”)0。  (4)该反应的反应速率v随时间t的变化关系如图2所示。 ①根据图2判断,在t3时刻改变的外界条件是　　　　　　　　。  ②在恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列能作为达到平衡状态的判断依据是 　　　　　(填字母)。  a.体系压强不变 b.气体的平均摩尔质量保持不变 c.气体的密度保持不变 答案:(1)放热 (2)A+2B2C　 (3)<　 (4)①升高温度　②ab 解析:(1)升高温度,NH3的体积分数降低,说明升高温度,平衡逆向移动,则正反应为放热反应。 (2)根据一定条件下,在容积为5L的密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化图,A、B的物质的量随时间变化减小,说明A、B是反应物,C的物质的量随时间变化从0逐渐增大,说明C是生成物,3min达到平衡时,A的物质的量的变化量=1mol-0.7mol=0.3mol,B的物质的量的变化量=1mol-0.4mol=0.6mol,C的物质的量的变化量=0.6mol,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.3mol∶0.6mol∶0.6mol=1∶2∶2,反应的化学方程式为A+2B2C,反应的平衡常数表达式K=。 (3)达平衡后,降低温度,A的体积分数将减小,说明降低温度,化学平衡正向移动,所以正反应为放热反应,ΔH<0。 (4)①根据图像可知:t3时逆反应速率、正反应速率都突然增大,且逆反应速率>正反应速率,说明平衡逆向移动,若增大压强,平衡正向移动,由于正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,所以t3时是升高了温度;②A+2B2C为气体物质的量减小的反应,气体的压强为变量,当体系压强不变时,表明达到了化学平衡状态,a符合题意;A+2B2C为气体物质的量减小的反应,气体的质量不变,气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量保持不变,表明达到了化学平衡状态,b符合题意;容器的容积不变,气体的质量不变,则气体的密度始终不变,当气体的密度保持不变,不能说明达到了化学平衡状态,c不符合题意。 学科网（北京）股份有限公司 $$